Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN AKHIR
RANCANG BANGUN MODUL HIGH PASS FILTER (HPF)
LOW PASS FILTER (LPF) DAN BAND PASS FILTER (BPF)
DENGAN APLIKASI SOUNDCARD OSCILLOSCOPE
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh:
Anindya Dwi Astuti
061630330244
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2019
ii
iii
HALAMAN PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Anindya Dwi Astuti
NIM : 061630330244
Jurusan/Program Studi : Teknik Elektro/ Teknik Telekomunikasi DIII
Judul : Rancang Bangun Modul High Pass Filter (HPF)
Low Pass Filter (LPF) dan Band Pass Filter (BPF)
dengan Aplikasi Soundcard Oscilloscope
Dengan ini saya menyatakan bahwa Laporan Akhir ini adalah benar hasil karya
saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh
gelar Ahli Madya di suatu Perguruan Tinggi. Sepanjang pengetahuan saya juga
tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang
lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam
daftar pustaka.
Palembang, 20 Juni 2019
Penulis,
Anindya Dwi Astuti
NIM 061630330244
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto
Pray. Hope. Take action. Believe in yourself.
(Berdoa. Berharap. Ambil tindakan. Percaya pada dirimu sendiri).
There is only one thing that makes a dream impossible to achieve:
the fear of failure.
(Hanya ada satu hal yang membuat sebuah mimpi tidak mungkin
tercapai: rasa takut akan kegagalan).
Persembahan
Laporan Akhir ini kupersembahkan untuk:
Kedua orang tua ku tercinta Bapak Jumari
dan Ibu Hatni.
Kakakku tersayang Sefty Rohma Ningrum.
Seluruh keluarga yang telah mendoakan.
Dosen Pembimbingku Ibu Eka Susanti,
S.T.,M.Kom dan Ibu Suzan Zefi, S.T.,M.Kom.
Rekan seperjuanganku Dwi Cahyani PL, Dinda
Aprilianti, M. Ridho Saputra, M. Sultan
Ardyansyah, M. Panji Olansyah, Keken
Wilandra dan Heru Anggara.
Teman-teman 6TA 2016.
Almamater-ku
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Akhir dengan judul “RANCANG BANGUN MODUL HIGH PASS
FILTER (HPF) LOW PASS FILTER (LPF) DAN BAND PASS FILTER (BPF)
DENGAN APLIKASI SOUNDCARD OSCILLOSCOPE” dengan baik dan tepat
pada waktunya.
Laporan Akhir ini merupakan syarat yang diberikan kepada mahasiswa
tingkat akhir untuk menyelesaikan studi program Diploma III dengan Program
Studi Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri
Sriwijaya.
Dalam penyusunan Laporan Akhir penulis mengucapkan terima kasih
kepada Ibu Eka Susanti, S.T.,M.Kom selaku Dosen Pembimbing I dan Ibu Suzan
Zefi, S.T.,M.Kom selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan
dan bimbingan serta dukungan baik secara materi maupun dukungan moril. Pada
kesempatan yang sama penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Dipl. Ing. Ahmad Takwa, M.T selaku Direktur Politeknik
Negeri Sriwijaya.
2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng selaku Sekertaris Jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Bapak Ciksadan, S.T., M.Kom selaku Ketua Program Studi Teknik
Telekomunikasi DIII Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Kepada Ayahanda, Bunda, dan Kakak Tersayang serta seluruh keluarga
tercinta yang telah memberikan semangat dan restu serta dukungan baik
secara moril maupun materil.
vi
6. Teman-teman seperjuangan dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini
khususnya Muhammad Ridho Saputra, Dwi Cahyani Puspita Lubis dan
Dinda Aprilianti.
7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir
serta dalam penyusunan laporan ini.
Selain itu, kami menyadari bahwa Laporan Akhir ini masih jauh dari kata
sempurna. Oleh sebab itu kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun
guna menyempurnakan Laporan Akhir ini.
Penulis berharap semoga Laporan Akhir ini dapat menambah pengetahuan
dan bermanfaat bagi berbagai pihak serta dapat dijadikan referensi bagi teman-
teman khususnya mahasiswa Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang, Agustus 2019
Penulis,
vii
ABSTRAK
RANCANG BANGUN MODUL HIGH PASS FILTER (HPF) LOW PASS
FILTER (LPF) DAN BAND PASS FILTER (BPF) DENGAN APLIKASI
SOUNDCARD OSCILLOSCOPE
(2019 : xv + 64 Halaman + 45 Gambar + 4 Tabel + 7 Lampiran)
ANINDYA DWI ASTUTI
061630330244
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Praktikum mengenai macam-macam filter seperti HPF (High Pass Filter),
LPF (Low Pass Filter) dan BPF (Band Pass Filter) pada Politeknik Negeri
Sriwijaya masih menggunakan peralatan yang semi manual. Contohnya untuk
pencatatan data hasil keluaran sinyal HPF, LPF dan BPF masih menggunakan
osiloskop digital (hardware). Kelemahan dalam penggunaan osiloskop digital
(hardware) yaitu tidak praktisnya dalam segi penyimpanan karena gelombang
hasil keluaran terlebih dahulu harus disimpan di flashdisk sehingga memperumit
pengolahan data untuk membuat laporan. Selain itu praktikum ini menggunakan
peralatan yang banyak membutuhkan daya listrik salah satunya penggunaan
osiloskop digital (hardware) yang mana alat ini memakan terlalu banyak daya
listrik. Keterbatasan jumlah osiloskop digital yang ada di laboratorium
dikarenakan mahalnya harga alat ini juga menghambat praktikum yang akan
dilakukan. Oleh karena itu, perlu adanya pengembangan alat ukur osiloskop
digital (hardware) dengan menggunakan Soundcard Oscilloscope (software).
Aplikasi ini dirancang dengan fungsi yang sama seperti osiloskop digital
(hardware) tetapi di implementasikan menggunakan PC dengan bantuan alat
kalibrasi untuk menghubungkan filter dengan soundcard oscilloscope yang ada di
PC. Aplikasi ini juga telah diuji coba oleh beberapa user, setiap user dapat
menggunakan aplikasi tersebut dengan mudah dan praktis.
Kata Kunci : Osiloskop Digital, Soundcard Oscilloscope, HPF (High Pass
Filter), LPF (Low Pass Filter), BPF (Band Pass Filter).
viii
ABSTRACT
DESIGNING HIGH PASS FILTER (HPF) LOW PASS FILTER (LPF) AND
BAND PASS FILTER (BPF) MODULES WITH SOUNDCARD
OSCILLOSCOPE APPLICATIONS
(2019 : xv + 64 Pages + 45 Pictures + 4 Table + 7 Attachment)
ANINDYA DWI ASTUTI
061630330244
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
CONCENTRATION OF TELECOMUNICATION ENGINEERING
STATE OF POLYTECHNIC SRIWIJAYA
The practicum of various filters such as High Pass Filter (HPF), Low Pass
Filter (LPF) and Band Pass Filter (BPF) at State Polytechnic of Sriwijaya is still
using semi-manual equipment. For example to see the output signal of HPF, LPF,
and BPF, we should use the digital oscilloscope (hardware) as measuring
instrument. The weakness of using the digital oscilloscope (hardware) is it is so
complicated to get the data from it, because we have to use the Flashdisk in order
to get the data and put in on the practicum report. In addition, the equipments
used for practicum requires a lot of electrical power, one of them is digital
oscilloscope (hardware). The limitations quantity of digital oscilloscope in
Telecommunications Laboratory Politechnic of Sriwijaya (due the high cost of
this equipment) is one of the big factor that prevent us to do the practicum.
Therefore, it is necessary to develop the measuring equipment, from digital
oscilloscope (hardware) to the soundcard oscilloscope application (software).
The application is designed with the same function as digital oscilloscope
(hardware), but it is implemented to be used on PC/Laptop with the calibration
tool to connect the filters with the software on PC/laptop. This application also
has been tested by several users, which is each user can use the application easily
and practically.
Keywords: Digital Oscilloscope, Soundcard Oscilloscope, HPF (High Pass
Filter), LPF (Low Pass Filter), BPF (Band Pass Filter).
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... iv
KATA PENGANTAR ......................................................................................... v
ABSTRAK ......................................................................................................... vii
ABSTRACT ...................................................................................................... viii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 2
1.3 Pembatasan Masalah .................................................................................... 3
1.4 Tujuan dan Manfaat ..................................................................................... 3
1.4.1 Tujuan .............................................................................................. 3
1.4.2 Manfaat ............................................................................................ 3
1.5 Metode Penulisan......................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Filter (Penyaring) ........................................................................................ 6
2.2 Macam-Macam Filter .................................................................................. 6
2.2.1 Berdasarkan Sifat Penguatannya ..................................................... 6
2.2.2 Berdasarkan Daerah Frekuensi ........................................................ 7
2.2.3 Berdasarkan Bentuk Respon Frekuensi Terhadap Gain .................. 7
2.3 High Pass Filter (HPF) ................................................................................ 8
2.4 Low Pass Filter (LPF) ................................................................................ 10
2.5 Band Pass Filter (BPF) .............................................................................. 12
2.6 Komponen Elektronika .............................................................................. 15
2.6.1 Soundcard Oscilloscope ................................................................. 15
2.6.2 Potensiometer ................................................................................ 19
x
2.6.2.1 Fungsi-Fungsi Potensiometer .......................................... 20
2.6.2.2 Prinsip Kerja Potensiometer ............................................ 21
2.6.2.3 Jenis-Jenis Potensiometer ................................................ 21
2.6.3 Resistor .......................................................................................... 22
2.6.3.1 Simbol Resistor ................................................................ 23
2.6.3.2 Fungsi Resistor ................................................................ 24
2.6.3.3 Kode Warna pada Resistor .............................................. 24
2.6.3.4 Macam-Macam Resistor .................................................. 25
2.6.4 Kapasitor ........................................................................................ 26
2.6.4.1 Simbol Kapasitor ............................................................. 26
2.6.4.2 Jenis-Jenis Kapasitor ....................................................... 27
2.6.5 Dioda .............................................................................................. 28
2.6.5.1 Simbol Dioda ................................................................... 30
2.6.5.2 Fungsi Dioda .................................................................... 30
2.6.5.3 Cara Kerja Dioda ............................................................. 31
2.6.6 IC LM741 ...................................................................................... 32
2.6.7 Power Supply ................................................................................ 34
BAB III RANCANG BANGUN
3.1 Tujuan Perancangan................................................................................... 37
3.2 Blok Diagram............................................................................................. 38
3.3 Langkah-Langkah Perancangan................................................................. 39
3.4 Perancangan Elektronik ............................................................................. 39
3.4.1 Skema Rangkaian .......................................................................... 40
3.4.2 Pemilihan Alat dan Komponen ...................................................... 41
3.4.3 Proses Pembuatan Rangkaian ........................................................ 43
3.5 Perancangan Mekanik ................................................................................ 47
3.6 Perhitungan Nilai Frekuensi Cut-off Filter ................................................ 49
3.7 Konsep Kerja Alat ..................................................................................... 52
3.7.1 Prinsip Kerja High Pass Filter ....................................................... 52
3.7.2 Prinsip Kerja Low Pass Filter ........................................................ 52
3.7.3 Prinsip Kerja Band Pass Filter ....................................................... 53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengukuran Alat ........................................................................................ 54
4.2 Tujuan Pengukuran Alat ............................................................................ 54
4.3 Alat yang Digunakan untuk Pengukuran Alat ........................................... 55
4.4 Langkah-Langkah Pengukuran .................................................................. 55
4.5 Titik Pengukuran pada Rangkaian ............................................................. 56
4.6 Data Hasil Pengukuran .............................................................................. 58
xi
4.6.1 Pengukuran High Pass Filter (HPF) ............................................... 58
4.6.2 Pengukuran Low Pass Filter (LPF) ................................................ 60
4.6.3 Pengukuran Band Pass Filter (BPF) .............................................. 62
4.7 Analisa ....................................................................................................... 64
4.8 Hasil ........................................................................................................... 66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 68
5.2 Saran .......................................................................................................... 69
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 High Pass Filter Orde-1 ..................................................................... 8
Gambar 2.2 High Pass Filter Orde-2 ..................................................................... 8
Gambar 2.3 Respon Frekuensi High Pass Filter .................................................... 9
Gambar 2.4 Rangkaian Low Pass Filter untuk Filter Pasif .................................... 10
Gambar 2.5 Rangkaian Low Pass Filter untuk Filter Aktif .................................... 11
Gambar 2.6 Respon Frekuensi Low Pass Filter ..................................................... 12
Gambar 2.7 Rangkaian Band Pass Filter ............................................................... 13
Gambar 2.8 Respon Frekuensi Band Pass Filter ................................................... 14
Gambar 2.9 Soundcard Oscilloscope ..................................................................... 15
Gambar 2.10 Setting Amplitudo dan Channel Offsets ............................................. 17
Gambar 2.11 Analisis Ampiltudo dengan kursor ..................................................... 19
Gambar 2.12 Struktur Internal Potensiometer, Bentuk dan Simbolnya ................... 20
Gambar 2.13 Jenis-jenis Potensiometer ................................................................... 21
Gambar 2.14 Resistor ............................................................................................... 23
Gambar 2.15 Simbol Resistor .................................................................................. 23
Gambar 2.16 Kode Warna Empat Pita ..................................................................... 24
Gambar 2.17 Prinsip Dasar Kapasitor ...................................................................... 26
Gambar 2.18 Simbol Kapasitor ................................................................................ 26
Gambar 2.19 Jenis-Jenis Kapasitor .......................................................................... 27
Gambar 2.20 Macam-Macam Dioda ........................................................................ 29
Gambar 2.21 Kutup Dioda ....................................................................................... 29
Gambar 2.22 Simbol Dioda ...................................................................................... 30
xiii
Gambar 2.23 Daerah P-N Junction........................................................................... 31
Gambar 2.24 IC LM741 ........................................................................................... 32
Gambar 2.25 Konfigurasi IC LM741 ....................................................................... 33
Gambar 2.26 Jenis-Jenis Power Supply ................................................................... 35
Gambar 3.1 Blok Diagram HPF LPF dan BPF ...................................................... 38
Gambar 3.2 Skema Rangkaian HPF ....................................................................... 40
Gambar 3.3 Skema Rangkaian LPF ....................................................................... 40
Gambar 3.4 Skema Rangkaian BPF ....................................................................... 41
Gambar 3.5 Skema Rangkaian Power Supply ........................................................ 41
Gambar 3.6 Layout Rangkaian HPF....................................................................... 43
Gambar 3.7 Layout Rangkaian LPF ...................................................................... 44
Gambar 3.8 Layout Rangkaian BPF ....................................................................... 44
Gambar 3.9 Layout Rangkaian Power Supply........................................................ 44
Gambar 3.10 Tata Letak HPF................................................................................... 46
Gambar 3.11 Tata Letak LPF ................................................................................... 46
Gambar 3.12 Tata Letak BPF ................................................................................... 46
Gambar 3.13 Tata Letak Power Supply ................................................................... 47
Gambar 3.14 Desain Modul Filter Pengolahan Sinyal ............................................. 48
Gambar 3.15 Desain Box Penyimpanan Modul Filter ............................................. 48
Gambar 4.1 Rangkaian Pengukuran ....................................................................... 56
Gambar 4.2 Titik Uji pada Rangkaian HPF ........................................................... 57
Gambar 4.3 Titik Uji pada Rangkaian LPF ............................................................ 57
Gambar 4.4 Titik Uji pada Rangkaian BPF ........................................................... 57
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Daftar Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................ 42
Tabel 4.1 Output HPF ................................................................................................ 58
Tabel 4.2 Output LPF ................................................................................................ 60
Tabel 4.3 Output BPF ................................................................................................ 62
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Rekomendasi Ujian Laporan Akhir
Lampiran 2 Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir
Lampiran 3 Lembar Konsultasi Bimbingan Laporan Akhir
Lampiran 4 Lembar Progress Kemajuan Laporan Akhir
Lampiran 5 Lembar Peminjaman Alat
Lampiran 6 Lembar Pengetesan Alat
Lampiran 7 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir
Lampiran 8 Datasheet IC LM741
